Геліосистеми та їх класифікація

У світі існує велика кількість геліосистем, які конструктивно значно відрізняються одна від одної. Розглянемо основні класифікації системи сонячного теплопостачання за допомогою таблиці:

Класифікація геліосистем за робочим середовищем:

• Рідинні системи: В цих системах для передачі тепла використовується рідина, така як вода або теплоносій на основі пропіленгліколю. Ці системи можуть використовувати воду або спеціальний незамерзаючий теплоносій, залежно від умов застосування та кліматичного серидовища.
• Повітряні системи: Тут повітря виступає робочим середовищем. Ця категорія поділяється на пасивні та активні системи.

Повітряні системи сонячного теплопостачання поділяться на два основні типи: пасивні та активні. У конструкції активних систем застосовується вентилятор, за допомогою якого здійснюється циркуляція повітря у системі. Ці системи можуть мати так само акумулююче середовище. Як правило, застосовуються галькові акумулятори теплової енергії. У пасивних системах сонячного теплопостачання циркуляції немає, тому нагрівання відбувається природним чином.

Класифікація геліосистем за типом теплообміну:

• Пасивні системи: В цих системах тепло передається природним чином без використання активних елементів, таких як насоси або вентилятори. Такі системи зазвичай працюють за принципом гравітаційної циркуляції.
• Активні системи: Ці системи включають в себе різноманітні елементи, такі як насоси або вентилятори, для активної циркуляції теплоносія. Вони можуть мати акумулюючі середовища для збереження тепла.

Найбільш простою системою сонячного теплопостачання є всім нам добре відомий «сонячний бак». Багато хто бачив або навіть користувався такими геліосистемами. Найчастіше їх встановлюють на літніх душах.

Конструктивно це бочка забарвлена в чорний колір, яка протягом дня накопичує тепло завдяки передачі енергії від її стінок. Така система може працювати лише літній період. Теплові втрати занадто великі для використання в холодну пору року. Існує безліч варіантів удосконалення такої конструкції, одним із них є застосування ізоляції для зменшення втрат. Використання цих систем дуже обмежене через безліч недоліків.

Геліосистеми за функціональними елементами:

• Системи сприйнятливої циркуляції теплоносія: Ці системи використовують насоси для примусової циркуляції теплоносія, забезпечуючи ефективний теплообмін між сонячним колектором і теплоносієм.

• Системи з гравітаційною (природною) циркуляцією теплоносія: В цих системах рух теплоносія здійснюється за рахунок гравітаційних сил, що дозволяє зменшити споживану енергію, проте може вимагати більшої складності у проектуванні.

Розвиток та перспективи:

На шляху розвитку геліосистем є кілька перспективних напрямків:

• Інтеграція з іншими системами: Розробка гібридних систем, які поєднують сонячну енергію з іншими джерелами (наприклад, тепловими насосами), може забезпечити стабільність та ефективність в різних умовах.
• Технологічні інновації: Використання новітніх матеріалів та технологій, таких як наноматеріали для покращення теплообміну, може збільшити ефективність геліосистем.
• Системи з високим рівнем автоматизації: Розробка систем з автоматичним керуванням і контролем дозволить оптимізувати роботу геліосистем в реальному часі.

Усі ці напрямки спрямовані на підвищення ефективності, зручності та доступності сонячного теплопостачання. Розуміння різноманітності та можливостей геліосистем важливе для подальшого розвитку сталої енергетики та екологічної збалансованості.